Kẻ AH ⊥ BC,IK ⊥ BC ⇒ AH // IK

Trong ∆ AHM, ta có:

AI = IM (gt)

IK // AH ( chứng minh trên)

Suy ra IK là đường trung bình của  ∆ AHM

⇒ IK = 1/2 AH

∆ ABC cố định nên AH không thay đổi ⇒ IK = 1/2 AH không đổi.

I thay đổi cách BC một khoảng bằng AH/2 không đổi nên I nằm trên đường thẳng song song với BC, cách BC một khoảng bằng AH/2

Khi M trùng với điểm B thì I trùng với điểm P là trung điểm của AB.

Khi M trùng với điểm C thì I trùng với điểm Q là trung điểm của AC.

Vậy khi M di chuyển trên cạnh BC của  ∆ ABC thì trung điểm I của AM chuyển động trên đường trung bình PQ của  ∆ ABC

Gọi E và F lần lượt là trung điểm của AB và AC.
Ta sẽ chứng minh ba điểm E, I, F thẳng hàng.
Do E, I lần lượt là trung điểm của AB và AM nên EI là đường trung bình của tam giác ABM. Suy ra:
EI \\ BM suy ra EI // BC. (1)
Do I, F lần lượt là trung điểm của AC và AM nên IF là đường trung bình của tam giác AMC.
Suy ra: IF // MC suy ra FI // BC. (2)
Từ (1) và (2) ta có EI và FI cùng song song với BC nên ba điểm E, F, I thẳng hàng.
Do E, F cố định nên khi M khi di chuyển trên BC thì I di chuyển trên EF.

Khi M º B thì I là trung điểm của AC. Vậy khi I di chuyển trên đoạn AB thì M di chuyển trên đoạn thẳng I''I' là đường trung bình của DABC (với I' và I'' lần lượt là trung điểm của AC và AB)

Khi M º B thì I là trung điểm của AC. Vậy khi I di chuyển trên đoạn AB thì M di chuyển trên đoạn thẳng I''I' là đường trung bình của DABC (với I' và I'' lần lượt là trung điểm của AC và AB)

Giải thích các bước giải:

a. Vì DM⊥AB⇒ˆDMA=90oDM⊥AB⇒DMA^=90o,

DN⊥AC⇒ˆDNA=90oDN⊥AC⇒DNA^=90o,

ΔABC⊥A⇒ˆA=90oΔABC⊥A⇒A^=90o

⇒◊AMDN⇒◊AMDN là hình chữ nhật.

Áp dụng định lý Pitago vào ΔAMD⊥M,AM=3cm,AD=5cmΔAMD⊥M,AM=3cm,AD=5cm có:

MD=√AD2−AM2=4cmMD=AD2−AM2=4cm

⇒SAMDN=AM.DM=12cm2⇒SAMDN=AM.DM=12cm2

b. Gọi AD∩MN=E⇒EAD∩MN=E⇒E là trung điểm AD, MN

Mà AH⊥BCAH⊥BC

ΔAHD⊥H,EΔAHD⊥H,E là trung điểm cạnh huyền ADAD

⇒EH=EA=ED=EM=EN⇒EH=EA=ED=EM=EN

⇒ΔMHN⇒ΔMHN vuông tại HH

⇒ˆMHN=90o⇒MHN^=90o

c. Gọi G,IG,I là  trung điểm AB,ACAB,AC suy ra GIGI là đường trung bình của ΔABCΔABC

⇒GI//BC⇒GI//BC

⇒GE,EI⇒GE,EI là đường trung bình ΔABD,ΔADC⇒GE//BD,EI//DCΔABD,ΔADC⇒GE//BD,EI//DC hay GE,EI//BCGE,EI//BC

⇒E∈GI⇒E∈GI

⇒⇒ Trung điểm EE của MNMN di chuyển trên đường trung bình ΔABCΔABC.

Bạn chỉ cần chứng minh AEDM là HCN ;O là trung điểm của DE =>O cũng là trung điểm của AM =>O,M,A thẳng hàng
b,
Gọi P ,Q lần lượt là trung điểm của AB,AC
=> giới hạn :
*Khi M trùng với B=> O trùng với P
*Khi M trùng với C=> O trùng với Q
=> I thuộc PQ
c,
Kẻ đường cao AH
Khi M trùng với H thì AM ngắn nhất (quan hệ đường vuông góc và đường xiên)

a) Tứ giác ADME có: 

⇒ ADME là hình chữ nhật

O là trung điiểm của đường chéo DE nên O cũng là trung điểm của đường chéo AM.

Vậy A, O, M thẳng hàng.

b) Kẻ AH ⊥ BC; OK ⊥ BC.

Ta có OA = OM, OK // AH (cùng vuông góc BC)

⇒ MK = KH

⇒ OK là đường trung bình của ΔMAH

⇒ OK = AH/2.

⇒ điểm O cách BC một khoảng cố định bằng AH/2

⇒ O nằm trên đường thẳng song song với BC.

Mặt khác khi M trùng C thì O chính là trung điểm của AC, khi M trùng B thì O chính là trung điểm của AB.

Vậy O di chuyển trên đoạn thẳng PQ là đường trung bình của tam giác ABC.

c) Vì AH là đường cao hạ từ A đến BC nên AM ≥ AH (trong tam giác vuông thì cạnh huyền là cạnh lớn nhất).

Vậy AM nhỏ nhất khi M trùng H.